Apa Itu Shunt Reactor [PDF]

Citation preview

Apa itu Shunt Reactor? Reaktor shunt sama dengan transformator daya tetapi hanya memiliki satu belitan per fase dibandingkan dengan transformator daya. Reaktor shunt digunakan untuk meningkatkan efisiensi daya dan sistem energi karena ia menyerap & mengkompensasi daya reaktif pada kabel dan saluran transmisi tegangan tinggi yang panjang. Dapat dihubungkan langsung ke saluran listrik atau belitan tersier dari tiga transformator belitan. Reaktor shunt yang dikendalikan secara magnetis (MCSR, CSR) merupakan peralatan elektroteknik yang ditujukan untuk kompensasi daya reaktif dan stabilisasi level tegangan pada jaringan listrik tegangan tinggi (HV) yang diperingkat untuk kelas tegangan 36 - 750 kV. MCSR adalah perangkat statis tipe shunt dengan regulasi halus dengan cara reaktansi induktif .



Berbeda Antara Shunt Reactor & Power Transformer Baik reaktor Shunt dan transformator daya sama dalam konstruksi tetapi ada beberapa perbedaan utama seperti:  











 



Reaktor shunt hanya memiliki satu belitan sedangkan transformator Daya memiliki tiga belitan. Shunt reactor menyediakan VArs lagging (Atau dapat mengkonsumsi dan menyerap daya reaktif) untuk meningkatkan efisiensi sistem sementara transformator daya dimaksudkan untuk dioperasikan untuk mengubah tegangan (yaitu naik atau turun) Dalam reaktor shunt, AT primer (Ampere Turns) sama dengan AT sekunder karena tidak adanya belitan lainnya sementara dalam kasus transformator daya, AT primer adalah jumlah AT menarik dan AT sekunder. Reaktor shunt dapat dirancang tanpa inti udara atau besi untuk mencegah kehilangan histeresis karena ada sejumlah besar arus magnetisasi dibandingkan dengan transformator daya. Shunt Reactors diberi peringkat dalam MVAr sedangkan transformator daya diberi peringkat dalam kVA . Reaktor shunt digunakan dalam sistem tegangan tinggi dan jaringan kabel untuk meningkatkan efisiensi sistem sementara transformator daya digunakan untuk mentransfer tingkat tegangan.



Mengapa menggunakan Shunt Reactor? Aplikasi Shunt Reactors Terlepas dari hambatan, sirkuit listrik nyata memiliki komponen induktif dan / atau kapasitif , yang menyebabkan pergeseran fasa antara tegangan dan arus , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, dan daya reaktif (unit: VAr ) akan mengalir dalam rangkaian.



https://www.electricaltechnology.org/2018/08/shunt-reactor.html



Jika induktansi ( X L = 2πfL = ωL ) yang berlaku saat ini akan tertinggal (Gambar 2) dan daya reaktif disebut daya induktif. Dimana: X L ( Ω - ohm): Reaktansi induktif. f ( Hz - hertz): frekuensi. L ( H - henry): Induktansi. ω = 2πf : Kecepatan rotasi ( rad / s atau rpm - radian per detik atau putaran per menit)



Ini adalah kasus saluran udara yang panjang. Konsekuensi arus lagging sudah diketahui ( faktor daya rendah ), serta cara meningkatkan faktor daya (bank kapasitor instalasi). Jika kapasitansi berlaku ( X C = 1 / 2πfC = 1 / ωC ), yang merupakan kasus jaringan dengan kabel bawah tanah yang panjang. Arus akan menjadi yang terdepan (Gambar 3) dan daya reaktif disebut daya kapasitif.



Dimana: X C ( Ω - ohm): Reaktansi kapasitif. C ( F - farad): Kapasitansi.



Situasi ini juga berbahaya bagi transformator daya dan terutama untuk generator . Transformator



daya dapat



mengalami ferroresonance , fenomena



tegangan



berlebih yang dapatmerusak transformator dan / atau arester surja . Dalam jaringan yang lemah , berfungsi sebagaipulau dan tidak terintegrasi dalam jaringan listrik yang besar dan kompleks , generator diminta untuk memasok daya kapasitif yang berlebihan , situasi yang akan menyebabkan panas berlebih dan tidak berfungsinya generator , yang akan mengurangi masa manfaat peralatan . Daya reaktif yang berlebihan harus diberikan kompensasi , menggunakan reaktor shunt , peralatan yang harus sesuai dengan Standar IEC 60076-7 , yang contohnya ditunjukkan pada Gambar 4.



Konstruksi Reaktor Shunt Seperti disebutkan di atas, reaktor Shunt mirip dengan transformator daya , tetapi mereka hanyamemiliki satu belitan per fase . Ketiga belitan tersebut terhubung dengan bintang dengan titik netral yang dapat diakses ( YN ).Titik netral terhubung ke sistem pembumian instalasi melalui belitan tersier dari transformator daya atau secara langsung . Gambar 5 menunjukkan diagram koneksi khas reaktor shunt .



Reaktor shunt dapat berupa tipe terendam minyak dengan tipe konservatori atau tipe kering .



Perlindungan bawaan sama dengan yang digunakan pada transformator daya ( relai Buchholz dan sensor tekanan dan temperatur oli untuk tipe yang direndam oli; probe suhu lilitan untuk tipe kering). Asesorisnya juga mirip dengan yang digunakan pada transformator daya, terutama pada tipe yang direndam oli , yang harus ditekankan pada katup pelepas tekanan oli dan pernafasan udara.



Jenis Reaktor Shunt Reaktor shunt umum memiliki peringkat tetap ( MVAr; kVAr ) dan mereka dapat dihubungkansecara keluar , tergantung



permanen pada



ke



beban



jaringan ,



dan



atau beralih



kapasitansi kabel



bawah



masuk



dan



tanah



yang



digunakan . Fungsi ini dan switching masuk dan keluar miripdengan apa yang dilakukan dengan bank kapasitor . Panggilan teknologi yang lebih baru, tergantung pada karakteristik jaringan dan variabilitas



beban ,



untuk



penggunaan reaktor



yang peringkatnya dapat diubah



dengan



variabel



langkah-langkah . Reaktor



shunt ( VSR ), shunt umum



terutama digunakan dalam jaringan tegangan menengah(hingga 36 kV). VSR terutama digunakan dalam jaringan tegangan ekstra tinggi dan tinggi (tegangan pengenal jaringan ≥ 60 kV ). Tegangan



maksimum dari



reaktor



shunt



saat



ini



adalah 800



kV dan daya



pengenal mencapai 300 MVAr . Sama seperti transformator daya, reaktor shunt dapat dirancang seperti transformator tipe terbenam minyak dan kering juga.



Tujuan Reaktor shunt yang dikontrol secara magnetis dimaksudkan untuk kontrol otomatis atas daya reaktif dan stabilisasi level tegangan; ini memastikan hal-hal berikut:



Reaktor shunt yang dikontrol secara magnetis 25 MVAr 110 kV Eliminasi variasi tegangan harian dan musiman di jaringan listrik; [1] Peningkatan kualitas tenaga listrik; Optimalisasi dan otomatisasi mode operasi jaringan daya; Pengurangan kerugian daya listrik dalam transmisi dan distribusinya ; Peningkatan stabilitas sistem tenaga; Peningkatan kondisi pengoperasian dalam puluhan kali dan perpanjangan masa pakai peralatan listrik berdasarkan pintasan dinamis dari penggantian perangkat yang tidak terkontrol untuk kompensasi daya reaktif serta pembatasan pengoperasian perangkat yang kurang andal - OLTC, transformer , dan autotransformer Peningkatan kinerja saluran transmisi dan penyediaan kontrol otomatis yang andal atas level tegangan pada daya yang melebihi nilai batas yang disebut stabilitas statis; Menghindari efek keruntuhan tegangan pada situasi darurat di jaringan listrik (misalnya, trip darurat beban, generator, saluran transmisi, dll.; Jaminan kondisi operasi untuk generator pembangkit listrik dalam kisaran pembangkit listrik reaksi yang membantu mode operasi yang paling menguntungkan.



Bidang aplikasi [ edit ] Dengan asumsi tugas yang harus diselesaikan oleh MCSR, serta dengan pertimbangan pengalaman operasi yang ada, bidang aplikasi reaktor yang dikendalikan mencakup (tetapi tidak terbatas) bidang-bidang jaringan daya berikut ini:  



jaringan dengan kurva beban yang berubah tiba-tiba; jaringan dengan peralatan switching dan transformator yang sudah usang sering digunakan untuk pengaturan level tegangan;



   



jaringan yang dibuat menggunakan transit jangka panjang, yang cenderung sering variasi nilai dan / atau arah aliran daya; jaringan untuk catu daya konsumen dengan peningkatan permintaan stabilitas tegangan; jaringan dengan peningkatan kerugian; jaringan yang memiliki mode operasi, yang tidak memungkinkan untuk menyediakan beban yang diizinkan dari generator sebagaimana dimaksud daya reaktif.



Peluang yang cukup dari MCSR memastikan kemanfaatan aplikasi mereka untuk kelas tegangan yang berbeda. Lebih lanjut, efek yang diharapkan dapat ditunjukkan baik pada tingkat jaringan konsumen area lokal, dan pada penyelesaian tugas utama sistem tenaga nasional secara keseluruhan. Dalam konteks membangun hubungan pasar di sektor energi listrik dan meningkatkan investasi untuk pengembangan jaringan listrik, MCSR menawarkan serangkaian manfaat lengkap yang lengkap untuk semua entitas ekonomi: 







pada tingkat pemberian makan dan distribusi jaringan listrik, MCSR memastikan pengurangan yang signifikan dari kehilangan daya listrik dan peningkatan keuntungan masing-masing operator sistem dan perusahaan distribusi; sebagaimana dimaksud konsumen daya listrik, MCSR dipasang untuk tujuan pengurangan biaya yang harus dibayar untuk daya reaktif yang dikonsumsi (pemeliharaan cos (ɸ)), memastikan kualitas tegangan yang diperlukan di titik pelanggan akhir, serta di kapasitas langkah-langkah yang diperlukan untuk koneksi kapasitas baru ke jaringan.



Prinsip operasi Reaktor shunt yang dikontrol secara magnetis adalah perangkat tipe transformator yang juga menyediakan fungsi peralatan kunci semikonduktor; ini dipastikan melalui operasi sistem magnetik reaktor dalam domain saturasi yang dalam. Prinsip mendasarkan memungkinkan kerja optimal dari desain yang ada baik di industri produksi transformator, dan di bidang elektronika daya. Sistem magnetik MCSR fase tunggal mencakup dua inti dengan belitan, kuk vertikal dan horizontal. Gulungan kontrol dengan koneksi berlawanan dan gulungan listrik dengan koneksi seri (sesuai) diatur pada inti sistem magnetik CST. Core sistem magnetik MCSR bebas dari celah nonmagnetik, dan karena efek ini dalam kasus koneksi reaktor ke jaringan, ia akan berada dalam kondisi tanpa beban. Dengan ini, nilai daya reaktif yang dikonsumsi dari grid tidak akan melebihi 3% dari besaran nominal. Untuk meningkatkan beban reaktor seperti daya reaktif, jangkauan operasinya harus diimbangi dengan area non-linear dengan karakteristik histeresis; dan ini dicapai untuk perhitungan biasing sistem magnetik tambahan. Pada koneksi sumber tegangan dc yang diatur ke belitan kontrol, peningkatan fluks bias dipastikan. Arus belitan daya reaktor diatur sesuai dengan mode kontrol proporsional, ketika sudut kontrol thyristor sumber arus yang diperbaiki diubah sesuai dengan mode proporsional tergantung pada ketidaksesuaian antara pengaturan tegangan yang ditentukan dan tegangan pada titik koneksi reaktor. Jika diperlukan untuk mengimplementasikan transfer cepat reaktor dari satu mode kuasimapan ke yang lain, skema overexcitation / underexcitation direalisasikan. Dalam kasus seperti itu, waktu untuk mendapatkan daya penuh mulai dari kondisi tanpa beban dikurangi hingga 0,3 detik. Secara konstruktif, dimungkinkan untuk memastikan setiap kecepatan variasi daya reaktor. Namun, berdasarkan pengalaman praktis penerapan MCSR, keseimbangan optimal antara kecepatan operasi reaktor dan kapasitas sistem biasing telah ditentukan: kecepatan peningkatan / pengurangan daya dalam 0,3 - 1,0 detik, kapasitas sistem biasing - 1 - 2% dari kapasitas pengenal reaktor.



Tergantung pada persyaratan yang diinginkan, MCSR disesuaikan sedemikian rupa sehingga mungkin untuk mewujudkan stabilisasi level tegangan, atau nilai daya reaktif yang dikonsumsi, atau besaran arus yang dikonsumsi. Reaktor yang dikontrol, sama dengan analog yang tidak dikontrol, dibagi lagi menjadi reaktor bus dan reaktor jalur. Berdasarkan prinsip ini, desain MCSR akan dilengkapi dengan elemen tambahan yang memastikan pra-biasing bagian elektromagnetik dan energi inertialess reaktor berikutnya (dengan waktu peningkatan daya kurang dari satu siklus frekuensi daya). Mirip dengan semua peralatan transformator, MCSR mampu menahan beban berlebih jangka panjang hingga 120 - 130% serta kelebihan beban jangka hingga 200%.Selain itu, mengingat langkah-langkah tambahan dan algoritma kontrol, MCSR menyadari semua fungsi reaktor shunt yang tidak terkendali termasuk kemampuan untuk beroperasi dalam interval penutupan otomatis satu fase.



https://www.electricaltechnology.org/2018/08/shunt-reactor.html Tentang Pengarang: Manuel Bolotinha -Licentiateate Degree in Electrical Engineering - Energi dan Sistem Tenaga (1974 - Instituto Superior Técnico / University of Lisbon) - Gelar Magister Teknik Listrik dan Komputer (2017 - Faculdade de Ciências e Tecnologia / Nova University of Lisbon) - Konsultan Senior di Substasi dan Sistem Tenaga; Instruktur profesional Diperbaharui oleh: Teknologi Listrik



itra yang dapat diandalkan - peralatan yang andal BerandaHubungi kamiPeta situsCetak halaman рус укр



      



Perusahaan Produk Layanan Untuk Pemegang Saham Tekan pusat Kontak Unduhan







Produk







Transformer







Shunt Reactors







Reaktor shunt yang dikontrol







Sistem pemantauan







Artikel teknis http://ztr.com.ua/en/controlled-shunt-reactors



Reaktor shunt yang dikontrol



180 MVAr, 500 kV, Irtysh s / s, Rusia



Controlled shunt reactor (CSR) adalah tipe baru dari perangkat FACTS (peralatan terkontrol untuk jaringan transmisi AC) Reaktor shunt yang dikendalikan adalah perangkat statis tipe shunt dengan regulasi stepless reaktansi induktif. Reaktor shunt yang dikendalikan yang diproduksi oleh ZTR PJSC dimaksudkan untuk kontrol otomatis atas aliran daya reaktif dan stabilisasi level tegangan yang memastikan hal-hal berikut:



 



Penghapusan osilasi tegangan harian dan musiman di jaringan listrik;







Optimalisasi dan otomatisasi mode operasi jaringan daya;



 



Mengurangi kehilangan energi listrik selama transmisi dan distribusi daya;







Peningkatan kemampuan transfer saluran HV dan memastikan kontrol tegangan otomatis yang andal atas level tegangan pada aliran daya, menutup batas-batas untuk stabilitas statis;







Penghapusan tegangan runtuh jika terjadi kondisi darurat di jaringan listrik (misalnya, penolakan beban, shutdown generator, pemadaman listrik, dll.);







Jaminan kondisi operasi untuk pembangkit listrik dalam kisaran pembangkit listrik reaktif yang memfasilitasi tugas operasional yang paling menguntungkan.



Peningkatan kualitas energi listrik;



Sepuluh kali peningkatan kondisi operasional peralatan listrik karena pengunduran diri yang cepat dari perangkat yang tidak diatur dari kompensasi daya reaktif dan pembatasan penggunaan perangkat transformator operasi yang lebih rendah dan perangkat OLTC autotransformer;



Tugas yang harus diselesaikan melalui CSRs 



Meningkatkan kemampuan transfer dari interkoneksi listrik;



 



Stabilisasi otomatis level tegangan;







Optimalisasi mode operasional jaringan listrik dan pengurangan kehilangan energi listrik;



 



Pemeliharaan cadangan tegangan pada mode dengan aliran daya aktif tingkat tinggi;







Jaminan pemuatan generator pembangkit yang diperlukan terkait dengan daya reaktif;



 



Penurunan pemutus switching;







Periode pengembalian adalah dari 2 hingga 5 tahun;



Jaminan tingkat tegangan yang diizinkan dalam kinerja program switching-over;



Peningkatan kualitas energi listrik;



Penurunan nomor switching dari perangkat OLTC transformator dan autotransformer;







Harga 2,5 kali lebih rendah jika dibandingkan dengan proyek alternatif sistem kompensasi serupa.



25 MVAr, 110 kV, Churapcha s / s, Rusia



Prinsip operasi Reaktor shunt yang dikendalikan adalah induktansi variabel, dengan lancar diatur oleh biasing magnetik elemen feromagnetik dari rangkaian magnetik. Sistem magnetik CSR fase tunggal terdiri dari dua core. Setiap inti dilengkapi dengan lilitan kendali dan daya. Dalam kasus koneksi sumber arus DC yang diatur ke belitan kontrol, aliran biasing meningkat dan diarahkan ke sisi yang berbeda di inti yang berdekatan. Hal ini mengakibatkan saturasi core CSR pada setengah periode tegangan yang relevan. Inti saturasi mengakibatkan peningkatan arus pada belitan daya karena berkurangnya induktansi reaktor. Karena hal ini variasi tingkat tegangan stepless dalam titik koneksi CSR serta nilai daya reaktif yang dikonsumsi oleh reaktor terjamin.



Parameter utama CSR 



Rentang pengaturan daya reaktif - 100%;



 



Kontrol daya - 1-3% dari nilai daya CSR;







Waktu memperoleh kekuatan penuh dengan pra-magnetisasi - tidak lebih dari 0,02 detik;



  o o 



Berat total spesifik 1,5–3 kg / kVAr;







Mode operasi sepenuhnya otomatis;







Tingkat keandalan, kondisi operasi, dan perawatan saat ini sesuai dengan reaktor shunt biasa.



Tingkat dijamin untuk mendapatkan kekuatan penuh - 0,15–3 detik;



Kerugian spesifik: Tanpa beban 0,5–1,0 W / kVAr; Nominal 4-8 W / kVAr. Kelebihan yang diizinkan terkait dengan arus - 120% (maks 30 menit);



Keuntungan CSR dibandingkan peralatan serupa 



Rentang regulasi adalah 100% dari kekuatan pengenal CSR;







Regulasi stepless (mulus) dengan sumber daya tak terbatas variasi yang mungkin;



 



Tidak digunakannya perangkat OLTC;







Pengaturan tegangan dan daya reaktif langsung di titik koneksi;







Penggunaan perangkat katup daya rendah dengan penurunan kerugian dan kurangnya kebutuhan untuk menggunakan pendingin air;



Kemampuan kelebihan CSR yang dinormalisasi hingga 130% dan kelebihan jangka pendek hingga 200%;







Persyaratan tradisional untuk kualifikasi staf pemeliharaan di gardu induk;



 



Tingkat kerugian yang jauh lebih rendah: 1,5-3 kali;







Harga jauh lebih rendah.



Instalasi luar ruangan; © 2008–2017 PrJSC “Zaporozhtransformator” Pengembangan situs web - Web Studio 77



Original English text: Increase of transfer capability of HV lines and ensuring of reliable automatic voltage control over voltage levels at power flows, closed the limits as for static stability; Contribute a better translation